Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Projektziele
(Französisch)
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Le but du projet est une étude d’opportunité/ faisabilité visant à concevoir un bateau de transport public innovant répondant aux objectifs suivants: diminuer l’empreinte environnementale (principalement les émissions de CO2 ) et en même temps augmenter la vitesse du matériel navigant en améliorant le confort passagers de manière à augmenter l’attractivité et l’utilisation du transport lacustre, en particulier du Léman, par rapport au transport individuel qui suit les rives, délestant ainsi le réseau routier circumlémanique.
Parmis les résultats attendus du projet:
- La CGN a décidé d’accomplir la transition énergétique dans les 10 ans qui suivent et de se décarboner à terme. Le projet sert comme “moonshot” et doit aboutir à au moins un prototype de navire pour les futurs besoins de la société, idéalement exploitable sur une de ses lignes de transport public.
- Formaliser les besoins et contraintes opérationnelles des opérateurs ainsi que les différents use case (électrique vs. hydrogène) déployés ou en projets selon les capacités des bateaux et lignes.
- Les contraintes légales et sécuritaires en lien avec l’homologation. Les options retenues seront précisées.
- Établir un bilan énergétique et écologique du nouveau bateau.
- Le projet mettra à disposition de la CGN et des collectivités publiques concernées une préétude de l’hydrodynamique, de la motorisation et du système de recharge d’énergie pour un bateau zéro émission et des possibilités techniques optimales en fonction des contraintes existantes (environnement et opérations).
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Abstract
(Englisch)
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Waterways have a huge potential in reducing traffic and facilitating mobility, especially when the crossing replaces a large detour by land. The CGN already offers waterway transportation on its three public transport lines N1 (Lausanne-Evian), N2 (Lausanne Thonon) and N3 (Nyon-Yvoire). Expanding this offer and de-carbonating their fleet is in agreement with the 2050 energy strategy of public transportation.
The location and operational aspects of this study line are given as the basis of a use case by the operator. In this feasibility study, we take these data like the potential users, the time schedule, distance to evaluate the technical feasibility and cost of this use case connecting Bellevue (GE) to either Corsier (GE) or la Belotte (GE). We model the potential customer base, the vessel’s energetics and economics. We found that a 30 m catamaran with a capacity for 300 passengers and sailing at 34 km/h for Belotte and 43 km/h for Corsier present the best energetic and economic performance.
Among the four energy supply scenarios studied, two are found to be viable: a large battery bank or a hybrid hydrogen fuel cell and battery combination. The first displays the best economics, with a surplus cost of 39 % compared to a diesel vessel. The surplus came mainly from CAPEX for the design and composite hull construction. The hydrogen solution costs around 90 % more, but provides better flexibility. The surplus cost is attributed to the high hydrogen cost per kWh and high system cost. Using a battery system has the potential to reduce operations-related CO2 emissions by a factor 50 (-98 %), while using hydrogen reduces emissions by 60 %.
The vessel's systems and economics are closely related to the operational speed, and careful consideration on timetable frequency and boarding time in relations with energetics and economics can largely benefit the operator. In general,zero-emission transportation is technically feasible on lines up to 7km, with a moderate increase in costs and few operational compromises.
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Abstract
(Französisch)
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Les voies navigables ont un énorme potentiel pour réduire le trafic et faciliter la mobilité, surtout lorsque la traversée remplace un grand détour par voie terrestre. La CGN propose déjà le transport lacustre sur ses trois lignes de transports publics N1 (Lausanne-Evian), N2 (Lausanne Thonon) et N3 (Nyon-Yvoire). L'extension de cette offre et la décarbonisation de leur flotte sont en accord avec la stratégie énergétique 2050 des transports publics. La localisation et les aspects opérationnels de cette ligne d'étude sont donnés comme base d'un cas d'utilisation par l'opérateur.
Dans cette étude de faisabilité, nous prenons ces données comme les utilisateurs potentiels, l'horaire, la distance pour évaluer la faisabilité technique et le coût de ce cas d'usage reliant Bellevue (GE) à Corsier (GE) ou la Belotte (GE). Nous modélisons la clientèle potentielle, mais aussi les questions énergétiques et économiques du navire. Nous sommes arrivés à la conclusion qu'un catamaran de 30 m avec une capacité de 300 passagers et naviguant à 34 km/h pour la Belotte et 43 km/h pour Corsier présente les meilleures performances énergétiques et économiques.
Parmi les quatre scénarios d'approvisionnement en énergie étudiés, deux s'avèrent viables: une combinaison hybride de pile à combustible à hydrogène et de batterie. La première présente la meilleure rentabilité, avec un excédent de coût de 39 % par rapport à un navire diesel. Cet excédent provient principalement des dépenses d'investissement pour la conception et la construction de la coque en matériaux composites. La solution hydrogène coûte environ 90 % de plus, mais offre une meilleure flexibilité. L'excédent de coût est attribué au coût élevé de l'hydrogène par kWh et au coût élevé du système. L'utilisation d'un système de batterie permet de réduire les émissions de CO2 liées à l'exploitation d'un facteur 50 (-98 %), tandis que l'utilisation de l'hydrogène réduit les émissions de 60 %.
Les systèmes et l'économie du navire sont étroitement liés à la vitesse d'exploitation, et un examen attentif de la fréquence des horaires et du temps d'embarquement en relation avec l'énergie et l'économie peut être très bénéfique pour l'exploitant. En général, le transport sans émissions est techniquement réalisable sur des lignes de 7 km maximum, avec une augmentation modérée des coûts et peu de compromis opérationnels.
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Abstract
(Italienisch)
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Le vie navigabili hanno un enorme potenziale per ridurre il traffico e facilitare la mobilità, soprattutto quando la traversata sostituisce una grande deviazione via terra. La CGN offre già il trasporto fluviale sulle sue tre linee di trasporto pubblico N1 (Losanna-Evian), N2 (Losanna Thonon) e N3 (Nyon-Yvoire). Espandere questa offerta e decarbonizzare la loro flotta è in accordo con la strategia energetica 2050 del trasporto pubblico.
L'ubicazione e gli aspetti operativi di questa linea di studio sono dati come base per un caso d'uso da parte dell'operatore. In questo studio di fattibilità, prendiamo questi dati come utenti potenziali, orari, distanza per valutare la fattibilità tecnica e il costo di questo caso d'uso che collega Bellevue (GE) a Corsier (GE) o Belotte (GE). Modelliamo la clientela potenziale, l'energia e l'economia della nave. Abbiamo trovato che un catamarano di 30 metri con una capacità di 300 passeggeri e che naviga a 34 km/h per la Belotte e 43 km/h per Corsier presenta le migliori prestazioni energetiche ed economiche.
Tra i quattro scenari di approvvigionamento energetico studiati, due sono stati ritenuti validi: un grande banco di batterie o una combinazione ibrida di celle a combustibile a idrogeno e batterie. Il primo mostra la migliore economia, con un surplus di costi del 39 % rispetto ad una nave diesel.L'eccedenza proviene principalmente dal CAPEX per la progettazione e la costruzione dello scafo in materiale composito. La soluzione ad idrogeno costa circa il 90 % in più, ma fornisce una migliore flessibilità. Il surplus di costo è attribuito all'alto costo dell'idrogeno per kWh e all'alto costo del sistema. L'uso di un sistema a batteria ha il potenziale di ridurre le emissioni di CO2 legate alle operazioni di un fattore 50 (-98 %), mentre l'uso dell'idrogeno riduce le emissioni del 60 %.
I sistemi e l'economia delle navi sono strettamente collegati alla velocità operativa, e un'attenta considerazione della frequenza dell'orario e del tempo di imbarco in relazione all'energia e all'economia può portare grandi vantaggi all'operatore. In generale, il trasporto a zero emissioni è tecnicamente fattibile su linee fino a 7 km, con un moderato aumento dei costi e pochi compromessi operativi.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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